AT503254A2 - Zugverband sowie verfahren zur optimierung der fahrantriebsleistung eines zugverbandes - Google Patents

Description

  ZUGVERBAND SOWIE VERFAHREN ZUR OPTIMIERUNG DER FAHRANTRIEBSLEISTUNG EINES ZUGVERBANDES.
[0001] Die Erfindung betrifft einen Zugverband, der sich aus wenigstens zwei
miteinander gekuppelten Fahrzeugen zusammensetzt, denen jeweils
ein eigenes hydraulisches Antriebsystem, eine Fahrpumpe zur Erzeu[not]
gung eines Fahrdruckes und ein Fahrmotor zur Energieübertragung
auf Schienenfahrwerke zugeordnet ist, sowie ein Verfahren zur Opti[not]
mierung der Fahrantriebsleistung.
[0002] Bei einem derartigen, aus mehreren, je ein eigenes hydrostatisches
Fahrantriebsystem aufweisenden Fahrzeugen zusammengesetzten
Zugverband besteht die Problematik darin, dass es zu Fahrleistungs-
verlusten kommen kann.

   Ursache dafür können z.B. nur geringfügig
unterschiedliche Ölvolumina in den einzelnen Antriebsystemen sein.
[0003] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung eines
Zugverbandes sowie eines Verfahrens der eingangs genannten Art, mit dem
Fahrleistungsverluste zuverlässig ausgeschlossen werden können.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Zugverband der gattungs[not]
gemässen Art durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 angeführten Merk[not]
male gelöst.
[0005] Durch diese Merkmalskombination erfolgt eine leistungsmässige Synchroni[not]
sierung der verschiedenen Antriebsysteme, indem jedem System ein ge meinsamer Sollwert für den jeweiligen Fahrdruck zugrunde gelegt wird.

   Da[not]
mit kann ein Absacken der Antriebsleistung eines oder mehrerer Antriebsys[not]
teme innerhalb des Zugverbandes zuverlässig ausgeschlossen werden.
[0006] Die genannte Aufgabe wird auch mit einem Verfahren zur Optimierung der
Fahrantriebsleistung gemäss den im Anspruch 2 angeführten Merkmalen ge[not]
löst.
[0007] Durch die einzelnen, jedem Antriebsystem zugeordneten Regelkreise für ei[not]
nen permanenten Vergleich des Istwertes mit dem vorgegebenen Sollwert
des Fahrdruckes ist sichergestellt, dass eine weitgehend gleiche Antriebs[not]
leistung sämtlicher Antriebsysteme zur Wirkung kommt. Damit kann selbst
bei extremen Situationen, wie z.

   B. bei unterschiedlichen Fahrbedingungen
innerhalb des Zugverbandes, ein Abfall der Fahrleistung zuverlässig ausge[not]
schlossen werden.
[0008] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der Zeichnungsbeschreibung.
[0009] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen:
[0010] Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht eines aus mehreren, je ein eigenes
hydraulisches Antriebsystem aufweisenden Fahrzeugen zusammengesetz[not]
ten Zugverbandes, und
[0011] Fig. 2 eine blockschaltbildmässige Darstellung der einzelnen Antriebsysteme.
[0012] Ein in Fig. 1 ersichtlicher Zugverband 1 setzt sich aus drei miteinander ge[not]
kuppelten, durch Schienenfahrwerke 2 auf einem Gleis 3 verfahrbaren Fahr zeugen 4 zusammen.

   Diesen ist jeweils ein eigenes, im wesentlichen einen
Verbrennungsmotor 5, eine Hydraulikanlage 6 mit einem Fahrmotor M auf[not]
weisendes Antriebsystem A1 , A2 bzw. A3 zugeordnet.
[0013] Wie in Fig. 2 dargestellt, weist jedes der Fahrzeuge 4 ein voneinander unab[not]
hängiges hydraulisches Antriebsystem A1 , A2 bzw. A3 auf. Dieses setzt sich
im wesentlichen je aus dem ein Schienenfahrwerk 2 antreibenden Fahrmotor
M und einer diesen mit Energie versorgenden Fahrpumpe Pu zusammen.
Ein von dieser erzeugter Fahrdruck pi, p[sum] bzw. p3 ist durch einen Fahrdruck[not]
umformer 9 messbar. Mit Hilfe eines Servoventils 7 ist die Leistung der Fahr[not]
pumpe Pu und damit auch der Fahrdruck p veränderbar.
[0014] Jedem Antriebsystem A1 , A2 und A3 ist eine eigene Abfrageschleife 11 zu[not]
geordnet, die durch eine gemeinsame Leitung 12 zu einem Regelsystem 10
miteinander verbunden sind.

   Jede Abfrageschleife 11 weist einen ersten und
einen zweiten Abfrageblock 13, 14 sowie ein Zeitglied 15 auf.
[0015] Im folgenden wird die Funktionsweise der Erfindung zur Optimierung der
Fahrantriebsleistung näher beschrieben.
[0016] Bei Fahrtbeginn des Zugverbandes 1 wählt das Regelsystem 10 automatisch
eines der Antriebsysteme, beispielsweise A1 , als primäres Leitsystem, wobei
der vom zugeordneten Druckumformer 9 erfasste Fahrdruck pi als Soll-
Fahrdruck psoii übernommen wird. Zweckmässig ist es, wenn generell das
Schwächste der Antriebsysteme A1 , A2 bzw.

   A3 als primäres Leitsystem
gewählt wird.
[0017] Der Soll-Fahrdruck pSO[iota][iota] wird durch die Leitung 12 den beiden Abfrageschlei 4/9 fen 11 der quasi "untergeordneten" Antriebsysteme A2 und A3 zugeführt und
im Abfrageblock 13 mit dem jeweils durch den zugeordneten Druckumformer
9 erfassten Fahrdruck p2 bzw. p3 verglichen. Für den Fall, dass keine Diffe[not]
renz vorliegt, wird nach einer durch das Zeitglied 15 bewirkten Verzögerung
erneut die Abfrageschleife 11 aktiviert, indem zuerst durch den Druckumfor[not]
mer 9 der aktuelle Fahrdruck p2 bzw. p3 ermittelt wird.

   Die zeitliche Verzöge[not]
rung von beispielsweise 2 bis 5 Sekunden für einen erneuten Vergleich mit
dem Soll-Fahrdruck psoii soll eine gegenseitige negative Beeinflussung der
Antriebsysteme A1, A2 und A3 vermeiden.
[0018] Für den Fall, dass im ersten Abfrageblock 13 eine Druckdifferenz vorliegt,
erfolgt im zweiten Abfrageblock 14 ein Vergleich mit einem frei wählbaren
Grenzwert von z.B. 20 bar. Dies hat den bereits im Zusammenhang mit dem
Zeitglied erwähnten Effekt, eine gegenseitige störende Beeinflussung der
Antriebsysteme A1 , A2 und A3 zu vermeiden.
[0019] Wenn nun die Differenz zwischen dem Fahrdruck p2, P3 und dem Soll-
Fahrdruck psoii grösser ist als 20 bar, dann erfolgt über das Servoventil 7 eine
entsprechende Steuerung der Fahrpumpe Pu, um den von dieser erzeugten
Fahrdruck p2 bzw. p3 dem Soll-Fahrdruck pSO[iota][iota] anzupassen.

   Der geänderte
Fahrdruck p2 bzw. p3 wird in der nächstfolgenden Abfrageschleife 11 erneut
mit dem Soll-Fahrdruck pSO[iota][iota] verglichen.
[0020] Ist die Differenz zwischen dem Fahrdruck p2, P3 und dem Soll-Fahrdruck pSO[iota][iota]
kleiner als 20 bar, dann wird nach einer durch das Zeitglied bewirkten Verzö[not]
gerung die Abfrageschleife 11 erneut aktiviert.
 

5/9 [0021] Zweckmässigerweise sollte dieses Verfahren der Anpassung der Fahrdrücke
P2, P3 an einen Soll-Fahrdruck pSoi[iota] auf die gleiche Weise auch im negativen
Fahrantrieb wirken, wenn im Falle einer Bremsung der Fahrmotor M als
Pumpe fungiert.
[0022] Wie in Fig. 2 angedeutet, kann die Leitung 12 gegebenenfalls auch noch an
weitere im Zugverband 1 integrierte Antriebsysteme angeschlossen werden.

Claims (5)

6/9 P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Zugverband (1), der sich aus wenigstens zwei miteinander gekuppelten

Fahrzeugen (4) zusammensetzt, denen jeweils ein eigenes hydraulisches

Antriebsystem (A1,A2,A3), eine Fahrpumpe (Pu) zur Erzeugung eines Fahr[not]

druckes (p) und ein Fahrmotor (M) zur Energieübertragung auf Schienen-

fahrwerke (2) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) jedem Antriebsystem (A1 ,A2,A3) ist ein Fahrdruckumformer (9) zur e-

lektronischen Erfassung des jeweiligen, auf den Fahrmotor (M) einwirkenden

Fahrdruckes (p) zugeordnet,

b) ein sämtliche Antriebsysteme (A1 ,A2,A3) verbindendes Regelsystem

(10) ist zur Übernahme des - in einem von den vorhandenen Antriebsyste[not]

men (A1.A2.A3) vorherrschenden - Fahrdruckes (p) als für sämtliche weite[not]

ren Antriebsysteme (A1 ,A2,A3) zu erzielender, auf den jeweiligen Fahrmotor

(M) einwirkender Soll-Fahrdruck (pSO[iota][iota]) ausgebildet, wobei

c) für eine wiederholte Abfrage des von der jeweiligen Pumpe (Pu) abge[not]

gebenen Fahrdruckes (p) eine eigene Abfrageschleife (11) vorgesehen ist, in

der der aktuelle Fahrdruck (p) mit dem Soll-Fahrdruck (psoii) verglichen wird

und ein Servoventil (7) zur Beeinflussung der dem jeweiligen Fahrmotor (M)

zugeordneten Fahrpumpe (Pu) für eine Anpassung an den Soll-Fahrdruck

(Psoii) vorgesehen ist.

2. Verfahren zur Optimierung der Fahrantriebsleistung eines aus mehre[not]

ren, jeweils ein eigenes hydraulisches Antriebsystem (A1 ,A2,A3) mit Fahr[not]

pumpe (Pu) und Fahrmotor (M) aufweisenden Fahrzeugen (4) zusammenge[not]

setzten Zugverbandes (1), dadurch gekennzeichnet, dass

a) ein in einem der Antriebsysteme (A1 ,A2,A3) vorherrschender Fahr[not]

druck (p) als für die restlichen Antriebsysteme (A1 ,A2,A3) zu erzielender Soll-

Fahrdruck (psoii) ausgewählt wird, wonach

b) unter wiederholter Erfassung der auf den jeweiligen Fahrmotor (M) der

restlichen Antriebsysteme (A1 ,A2,A3) einwirkenden Fahrdrücke (p) ein Ver[not]

gleich mit dem Soll-Fahrdruck (psoii) erfolgt und

c) im Falle einer bestimmten Abweichung des Fahrdruckes p die Fahr[not]

pumpe (Pu) des jeweiligen Antriebsystems (A1 ,A2,A3) solange elektronisch

gesteuert wird, bis der Soll-Fahrdruck (pSoi[iota]) erreicht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahr[not]

druck (p) des leistungsmässig schwächsten Antriebsystems (A1 ,A2,A3) auto[not]

matisch als Soll-Fahrdruck (pSoi[iota]) gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahr[not]

pumpe (Pu) eines Antriebsystems (A1 ,A2,A3) erst dann ausgesteuert wird,

wenn die Differenz zwischen dem von der Fahrpumpe (Pu) abgegebenen

Fahrdruck (p) und dem Soll-Fahrdruck (pSO[iota][iota]) einen wählbaren Grenzwert ü-

berschritten hat.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfra[not]

geschleife (11) in einem wählbaren Zeitintervall von vorzugsweise 2 bis 5 Sekunden wiederholt wird.